CN106342067B - 卫星测试控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星测试控制装置，包括以太网连接的后端设备和前端设备。后端设备包括：安装有系统控制软件和远程控制软件的远控计算机；提供星上遥测数据和时统信号做对比的测试服务器，以及显示终端。前端设备包括：安装有前端软件的前端工控机；由工控机进行开关控制、分别完成测试项目的程控机箱；安装有状态采集模块和电压采样模块的信号调理箱。本发明解决了远距离对卫星进行测试的问题，达到了准确可靠、自动实时记录测试数据的有益效果，并对不同型号卫星的测试具有较强的通用性。

Description

卫星测试控制装置

技术领域

本发明涉及一种电气测试的控制装置，尤其是用于卫星平时厂房测试以及在基地远程测试的一种控制装置。

背景技术

卫星测试控制装置是用于卫星地面测试和发射时卫星状态测试的专用设备，它与供电执行器、地面电源配合，实现对卫星的各项有线测试。

以前的卫星测试控制装置一般采用近距离有线监视和控制，通过硬件完成以上功能。这导致测试人员必须在离发射区较近的地堡进行发射测试任务，危险性较大，不能满足目前发射基地对远距离测试的要求。同时，测试人员所进行的操作完全依靠人工记录，不够准确和可靠，事后核查也不方便。并且这种测试控制设备只能针对特定的卫星，通用性很差，浪费了大量的人力、物力和研制时间。

因此，设计一种通用规范的信息传送格式、网络管理和系统模块自动化的测试技术方案，实现远程测试成了航天工作者的迫切任务。目前，没有发现类似相关技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，实现对卫星进行远程自动测试的控制，本发明的目的在于提供一种卫星测试控制装置。利用本发明，不但能够满足卫星平时厂房测试的需要，而且能够在发射场对卫星进行远距离测试，并能准确可靠、自动实时对测试过程的数据进行记录和对比分析。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种卫星测试控制装置，该装置包括：后端设备，用于状态设置，指令发送和数据处理，安装于基地测试中心；前端设备，用于执行测试指令，安装于被测卫星附近；前后端设备通过光缆以太网连接，采用TCP/IP传输协议交换信息。

上述后端设备包括：远控计算机，安装有系统控制软件和远程控制的后端软件，通过控制软件对系统进行设置、发出控制指令、接收并处理前端设备发回的采集状态信号，并通过后端软件转换成测试数据输出；测试服务器，将星上遥测数据和时统信号提供给测试控制网络的信号采样所得的数据进行对比；显示终端，用于监视整个网络的工作状态、显示远控计算机输出的测试数据。

上述前端设备包括：前端工控机，安装有数据采集、继电器控制以及远程通信功能的前端软件，前端工控机接收远控计算机发出的控制指令，用前端软件处理后，控制程控机箱执行各项测试指令；程控机箱，安装有继电器控制模块，由前端工控机进行开关控制，用继电器控制模块分别进行各个项目的测试；信号调理箱，安装有状态采集模块和电压采样模块，完成各项测试数据的采集和信号转换，通过光缆向远控计算机发送采集状态信号。

本发明卫星测试控制装置由于采用了光缆传输的以太网络，以及一些通用的测试控制软件，实现了在测试区可以将有线控制信号传送到前端，由前端执行机构对卫星进行有线控制，并可以将星上卫星状态通过采样后通过传输到后端测试终端进行监视。达到了如下的有益效果：

1.本发明卫星测试控制装置的前端和后端设备通过光缆构成远程测试网络，让测试人员在远离发射区7-10Km的测试区进行发射任务，保障其人身安全；

2.远程测试软件模块自动实时记录所有操作，准确可靠；

3.在方案设计中对远程测试软件模块进行了通用化设计，提出规范信息传送格式、网络管理和系统自动化的研制方案，可通用于不同型号卫星的远距离测试控制。

附图说明

图1是本发明卫星测试控制装置的系统结构框图；

图2是本发明卫星测试控制装置的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细的说明。

图1是本发明卫星测试控制装置的系统结构框图。

如图1所示，该测试控制装置分为前端设备和后端设备，后端设备用于状态设置、指令发送和数据处理机构，安装于基地的测试中心；前端设备为测试执行机构，安装于被测卫星附近。前、后端设备通过光缆以太网连接，采用TCP/IP传输协议交换信息。

本发明卫星测试控制装置由前端设备和后端设备构成测试网络，采用成熟的TCP/IP传输协议，以太网接口方式，为数据的传输提供统一接口；为了根本上消除信号间的串扰、提高信号抗电磁脉冲的能力，采用光缆代替电缆，用一对光交换机传输，配合光纤收发器使用，传输距离达到7-10Km，满足了基地的测试要求，实现了在测试区可以将有线控制信号传送到前端，由前端执行机构对卫星进行有线控制测试，并可以将星上卫星状态通过采样后通过传输到远端测试终端进行监视和处理。

上述后端设备包括：远控计算机101，采用普通微机，安装有控制整个系统的软件和完成远程控制功能的后端软件，它通过控制软件对系统进行设置、发出控制指令、接收并处理前端设备发回的采集状态信号，并通过后端软件转换成测试数据输出；测试服务器102，将星上遥测数据和时统信号提供给测试控制网络，以便和信号采样所得的数据进行对比；显示终端103，用于监视整个网络的工作状态、显示远控计算机101输出的测试数据。

上述前端设备包括：前端工控机104，采用普通5PCI插槽的上架工控机，安装有完成数据采集、继电器控制以及远程通信功能的前端软件，用于接收远控计算机101发出的控制指令，用前端软件处理后，控制程控机箱105分别完成各项测试任务；程控机箱105，安装有继电器控制模块，由前端工控机104进行开关控制，用继电器控制模块分别进行各个项目的测试。信号调理箱106，安装有状态采集模块和电压采样模块，完成各项测试数据的采集和信号转换，通过光缆向远控计算机101发送采集状态信号。

上述远程测试软件上，电压采样值按参数处理后实时显示；状态指示以指示灯明灭的方式实时显示，个别重要指示有音频警报；程控指令的发送采用二次确认再发送并校验执行情况反馈的方式，单机开关指令有A/B(主/备)机互锁保护功能，少数重要指令还有多重保护措施。

上述程控机箱的程控指令采用YH PCI-1762继电器输出模块来实现：通过该模块输出脉冲信号可以控制星上单机开关，通过该模块输出电平信号可以控制星上电平控制的单元。

上述信号调理箱106中的状态指示中触点信号通过光耦将信号送至数字量采集模块，采用YH PCI-1762模块，该模块采用光耦隔离采集；电压指示直接采用YH PCI-1762模块进行采集，对于输入电压小于10V的，在状态转换后进行采集；

上述信号调理箱106中的电压采样将所有电压信号降压至8V--10V，优选9V，采用研华PCI-1713模块采集，采集后通过软件换算成电压值。为了进行有效隔离，电压采样全部采用差分输入法，信号与信号以及信号与地面测试设备间均能有效隔离，差分输入阻抗达1G欧。

为了提高设备的可靠性，本发明对硬件备份作了冗余设计。专用软件具有智能判别数据并提供警报指示，具有友好的操作界面，实现所有的监测和控制功能，具有防止误操作和校验指令执行情况的功能；影响到卫星安全的重要控制指令，在硬件上也有相应的功能备份。在方案设计中对远程测试软件模块进行了通用化设计，提出规范信息传送格式、网络管理和系统自动化的研制方案，可通用于不同型号卫星的远距离测试控制。

下面结合图2进一步对本发明的工作过程进行描述，该装置使用时包括如下步骤：

1、接通系统电源，系统初始化；

2、启动前端工控机104，通过配置文件将前端软件初始化，开始采样并实时转换处理，同时等待后端软件的通信联系；

3、启动远控计算机101，将后端软件初始化，通过光缆建立和前端软件的通信联系，接收并显示处理过的采样数据；

4、前端工控机104接收到控制指令后，用前端软件处理，通过程控机箱105的继电器控制模块对卫星进行有关测试；

5、由信号调理箱106的状态采集模块和电压采样模块采集测试数据，用前端软件处理后，通过光缆发送至后端，由远控计算机101，后端软件处理后显示图形数据，由显示终端103显示数据，并对整个系统的工作状况进行实时监控。

6、由测试服务器102向测试控制网络提供遥测数据和时统信号，供远控计算机101和采样所得的数据进行对比；

本发明卫星测试控制装置在实践六号卫星远程测试中的应用证明，其功能完善，性能稳定。

Claims (6)

1.一种卫星测试控制装置，其特征在于，该装置包括：

后端设备，用于状态设置，指令发送和数据处理，安装于基地测试中心；前端设备，用于执行测试指令，安装于被测卫星附近；前、后端设备通过光缆以太网连接，采用TCP/IP传输协议交换信息；

所述的后端设备包括：远控计算机，安装有系统控制软件和用于远程控制的后端软件；远控计算机通过控制软件对系统进行设置、发出控制指令、接收并处理前端设备发回的采集状态信号；远控计算机通过后端软件将采集状态信号转换成测试数据输出；测试服务器，将星上遥测数据和时统信号提供给测试控制网络的信号采样所得的数据进行对比；显示终端，用于监视整个网络的工作状态、显示远控计算机输出的测试数据；

所述的前端设备包括：前端工控机，安装有数据采集、继电器控制和远程通信功能的前端软件；前端工控机接收远控计算机发出的控制指令，用前端软件处理并控制程控机箱执行各项测试指令；程控机箱，安装有继电器控制模块，由前端工控机进行开关控制，用继电器控制模块分别进行各项目测试；信号调理箱，安装有状态采集模块和电压采样模块，完成各项测试数据的采集和信号转换，通过光缆以太网向远控计算机发送采集状态信号。

2.根据权利要求1所述的卫星测试控制装置，其特征在于，所述远控计算机的远程控制后端软件上，电压采样值按参数处理后实时显示；状态指示以指示灯明火的方式实时显示，重要指示设置音频警报；程控指令的发送采用二次确认再发送并校验执行情况反馈的方式，单机开关指令有主/备机互锁保护功能。

3.根据权利要1所述的卫星测试控制装置，其特征在于，所述程控机箱的程控指令采用YH PCI-1762继电器输出模块来实现：该模块输出脉冲信号用于控制星上单机开关；该模块输出电平信号用于控制星上电平控制的单元。

4.根据权利要求1所述的卫星测试控制装置，其特征在于，所述信号调理箱中的状态采集、电压指示采用YHPCI-1762模块；对于输入电压小于10V的，在状态转换后进行采集。

5.根据权利要求1或4所述的卫星测试控制装置，其特征在于，所述的信一号调理箱中的电压采样将所有电压信号降压至8V-10V，采用研华PCI-1713模块采集，通过软件换算成电压值；电压采样采用差分输入法，信号与信号以及信号与地面测试设备间差分输入阻抗为1G欧。

6.根据权利要求1所述的卫星测试控制装置，其特征在于，所述的前端工控机采用普通5 PCI插槽的上架工控机，后端远控计算机采用普通微机。